砂泥巖混合料各向異性滲透特性試驗(yàn)研究

1、分類號T V 6 4 1密級單位代碼 1 0 6 1 8學(xué) 號1 1 1 1 3 0 0 4墨廑交遙戈摯碩士學(xué)位論文論文題目： 砂泥巖混合料各向異性滲透特性試驗(yàn)研究E x p e r i m e n t a ls t u d yo na—nisotropic p e r m e a b i l i t yc h a r a c t e r i s t i c so f s a n d s t o n e - m u d s t o n

2、e p a r t i c l em i x t u r e導(dǎo)師姓名、職稱： 王俊杰 教授、博導(dǎo)申請學(xué)位門類：專業(yè)名稱：論文答辯日期：工學(xué)水工結(jié)構(gòu)工程2 0 1 3 年6 月1 日學(xué)位授予單位： 重慶 交 通 大 學(xué)答辯委員會主席： 冀春樓評閱人： 張貴金2 0 1 3 年0 6 月郭建青摘 要從各向異性滲流的特點(diǎn)出發(fā)，研制了砂泥巖混合料各向異性滲透儀，并利用該試驗(yàn)儀器，試驗(yàn)研究了砂泥巖顆粒混合料室內(nèi)擊實(shí)試樣的滲透各向異性問題?；谠囼?yàn)

3、研究成果，探討了砂泥巖顆粒含量比例、顆粒級配、試樣干密度等因素對砂泥巖顆?；旌狭蠞B透各向異性的影響，并闡釋了砂泥巖混合料試樣各向異性滲透特性的機(jī)理。采用數(shù)值模擬方法，以均質(zhì)土石壩為例，計算分析了考慮各向異性滲流特性對壩體浸潤線、滲流場分布、壩坡穩(wěn)定性等的影響。具體研究內(nèi)容及結(jié)論如下：( 1 ) 基于D a r c y 定律和常水頭滲透試驗(yàn)方法，研制了研究砂泥巖混合料各向異性滲透特性的試驗(yàn)儀器。試驗(yàn)儀器的試樣形態(tài)為長方體，儀器的前、后蓋及

4、上蓋可以自如開啟及閉合，便于制備研究水平、垂直兩個方向滲透特性的試樣。從密封性、水流取向、儀器尺寸、側(cè)壁滲漏、測壓管位置、飽和方式等方面對砂泥巖混合料各向異性滲透儀的合理性、適用性、及試驗(yàn)成果的可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證。( 2 ) 利用研制的試驗(yàn)儀器，研究了砂泥巖顆?；旌狭鲜覂?nèi)擊實(shí)試樣分別在平行于擊實(shí)方向和垂直于擊實(shí)方向的滲透特性。在不同砂泥巖顆粒含量比例、顆粒級配、試樣干密度等條件下進(jìn)行了滲透試驗(yàn)，基于試驗(yàn)成果，探討了滲透勢、顆粒分布分維值、

5、泥巖顆粒百分含量、試樣干密度、特征粒徑等對滲透系數(shù)及臨界梯度的影響。( 3 ) 基于滲透試驗(yàn)成果，利用各向異性系數(shù)的概念，分析了砂泥巖顆粒混合料室內(nèi)擊實(shí)試樣的各向異性滲透特性，結(jié)果表明，總體而言，平行于擊實(shí)方向的滲透系數(shù)比垂直于擊實(shí)方向的滲透系數(shù)大1 ．5 9 倍，各向異性滲透特性明顯。( 4 ) 根據(jù)砂泥巖顆粒形狀結(jié)構(gòu)特性及制樣方法的特點(diǎn)，提出了片狀顆?！板e縫墻”滲透模型及密度不均勻分布“串并聯(lián)”滲透模型，利用該模型解釋了砂泥巖混合料